摘 要:本文从教与学的角度以事实案例为范例指出培养和锻炼学生从文献资料及文字材料中领悟化学反应在素质教育和创新教育中的方法及重要性,以适应教育改革和培养发展学生的综合能力。
关键词:阅读能力水平 获取信息的能力 知识的融合创新 关注科技贴近生活社会
高考改革的一个重点是社会科学与自然科学的逐步融合与统一,特征是各科目考题中的阅读量的增加,各学科知识的交叉融合,其中向文字材料或文献中理解并翻译出发生反应的化学方程式是化学教学的一个重要方面。
教育改革的趋势之一是要求学生广泛阅读、见多识广,增加考试范围和广度。即要求平时教学中最大限度地提升全体学生的广泛阅读水平,建立感兴趣的学科方向。鼓励每个学生增加各学科知识宽度、广度及相互联系而不是深度,改变知识面狭窄、偏科,知识越宽广、体系越健全、学生越受益,学业才能逐渐艰深。高考的试卷题的阅读量也会增加更多,高质量的阅读需要高水平的语文学习,这就要求有更高的语文水平和人文素养,提升理解水平和阅读速度水平。
现行人教版新课标《化学》教材体现的特点有如下:密切联系学生的生活和社会实际,主张培养学生运用知识解决实际问题的能力;重视学生的生活经验和对科学过程的感受,不过分强调知识的逻辑顺序,使教材在一定程度上体现学生的心身特点及生活性、实用性,分模块、跳跃式上升知识的难度和梯度,从而达到应用;加强探究的力度,引导学生更多地采用感受学习和探究学习;加强实验与社会技术衔接,改革实验内容和方法;实行弹性设计,有利于因材施教;图文并茂,加大图文、资料等创设情境,语言简明扼要;重视事例性探究方法,培养自主合作学习;改革习题,培养学生创新精神和实践能力;引导学生关注前沿科技及应用,激发学科兴趣,强调查阅资料的重要性。
化学同农业、能源、材料、资源开发、国防建设以及环境保护等方面有着密切的关系。明白课本新增内容的课程目的,即贴近生活、贴近社会的“形体”内容,符合“STS”教学要求,找出课本中相同内容的不同呈现方式。使学生在习得知能的同时,感悟自然的美和奥秘及探索思考,钻研新教材,用好课程资源,开发教育资源,把课堂、课外、书本、媒体、师生、生生有机结合起来,注重初高中课本内容衔接拓展,高中必修和选修内容的衔接,融合、发展、探讨,鼓励指导学生进行自主方式、探究方式及合作学习,启迪学生的问题意识和创新思维,教师用教材而不是教教材,教是为了不教,学是为了会学的理想境界。让学生结合实际用理论知识解决现实问题。例如:
一、自然现象解释
1.石笋和钟乳石的形成:如果你参观过溶洞,一定会为溶洞形态各异的石笋和钟乳石而惊叹。在赞叹大自然的鬼斧神工之余,你是否会想:这些石笋和钟乳石是怎样形成的?
溶洞都分布在石灰岩组成的山地中,石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2。
溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时,溶解在水里的碳酸氢钙就会分解,重新生成碳酸钙沉积下来,同时放出二氧化碳:
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O。
洞顶的水在慢慢向下渗漏时,水中的碳酸氢钙发生反应:有的沉积在洞顶,有的沉积在洞底,日久天长洞顶的形成钟乳石,洞底的形成石笋,当钟乳石与石笋相连时就形成了石柱。
2.经检测,以煤炭为主要燃料的地区,降落后的酸雨中的主要酸性物质是硫酸,解释:
S+O2=SO2,SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4。
而不是这个反应:
2SO2+O2=2SO3,SO3+H2O=H2SO4。
二、置换反应理论
古文献中“曾青得铁则为铜”,“曾青”即硫酸铜或氯化铜的溶液,即反应:
(CuSO4+Fe=Cu+FeSO4,
CuCL2+Fe=Cu+FeCL2)。
开启了湿法冶铜的先河,联系到高一化学中的火法炼铜(Cu2S(辉铜矿)+O2=2Cu+SO2)知识就会更加系统化。
三、农业生产实践
波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂,它是由硫酸铜石灰加水配制而成,为什么不能用铁制容器来配制波尔多液?
原因:CaO+H2O=Ca(OH)2,CuSO4+Ca(OH)2=Cu(OH)2↓+CaSO4。
联系高中知识:
CuSO4+Fe=Cu+FeSO4,
FeSO4+Ca(OH)2=Fe(OH)2↓+CaSO4,
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓。
故不宜用铁制容器。
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四、理论应用变废为宝
印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成,刻制印刷电路时,要用氯化铁溶液作为“腐蚀液”反应的化学方程式:
2FeCL3+Cu=2FeCL2+CuCL2。
五、日常生活知识
在铝制易拉罐中收集一满罐二氧化碳,加入过量浓氢氧化钠溶液,立即把口封闭。可以发现易拉罐咔咔作响,并变瘪了;过一会儿后,易拉罐又会作响并鼓起了,解释为什么写方程式:
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,
2AL+2NaOH+2H2O=2NaALO2+3H2↑。
六、化学反应原理在工业生产中的应用
1.管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气,在有水蒸气存在条件下,发生明显现象,而据此判断是否漏气:
2NH3+3CL2=6HCL+N2,
HCL+NH3=NH4CL。
2.石灰法是目前应用最广泛的工业废气脱硫方法,过程如下:通过煅烧石灰石得到石灰,以生石灰为脱硫剂,在吸收塔中与废气中的二氧化硫反应而将硫固定,其产物可作建筑材料,其中反应方程式
CaCO3=CaO+CO2↑,
CaO+SO3=CaSO3,
2CaSO3+O2=2CaSO4。
3.普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料,经混合、粉碎,在玻璃窑中熔融而制得的,改变成分或生产工艺,可以制得具有不同用途的玻璃(高中化学必修课本叙述内容)。这句话可根据学过的知识翻译出的化学反应方程式和工艺如下:
CaCO3=CaO+CO2↑,CaO+SiO2=CaSiO3,
即:CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑,
Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑。
即普通玻璃的主要成分是:
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。
而不同用途的玻璃是加入不同的物质或不同工艺而得到的,如加入不同的金属制成不同颜色的玻璃(联系金属的焰色反应),如蓝色钴玻璃;加入光敏材料制成见光可变色的玻璃,如太阳镜是加入光敏材料AgI或AgBr(2AgBr=2Ag↓+Br2,2AgI=2Ag↓+I2)。
4.我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热到约800℃,得到一种外观似金子的锌和铜的合金,试写出反应的化学方程式(碳酸锌加热可分解为氧化锌):
ZnCO3=ZnO+CO2↑,
ZnO+C=Zn+CO↑,
ZnO+CO=Zn+CO2,
Cu2O+CO=2Cu+CO2。
铜、锌熔融就是合金,外观似金子一样的黄色金属。(知识的迁移应用)
七、根据学过的知识,迁移创新,解释科技前沿技术
以金红石(主要成分二氧化钛)为原料生产金属钛的步骤主要有:
1.在高温下,向金红石与焦炭的混合物中通入氯气,得到四氯化钛和一种可燃性气体。
TiO2+2C=Ti+2CO↑;Ti+2CL2=TiCL4。
2.在稀有气体(如氩)氛围和加热条件下,用镁与四氯化钛反应可得到钛。写出反应的化学方程式,并分析反应2时稀有气体氛围的作用。
TiCL4+2Mg=2MgCL2+Ti稀有气体在反应中用作保护气。
写这些化学反应方程式要学生能联想和借鉴学过的硅的制取和提纯而联想、迁移和准确应用。
八、知识在新概念化学中的含义
“绿色化学”要求综合考虑经济、技术、环保等方面来设计化学反应路线,试以铜为原料制取硫酸铜为例,设计符合“绿色化学”思想的反应路线。
1.2Cu+O2=2CuO,CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2O(符合题意)。
2.Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O(不符合题意:(1)产生污染气体不环保;(2)浓硫酸耗量大不经济;(3)需加热能耗大,技术要求高)。
要从阅读材料和文献资料中能翻译出较复杂的化学反应及原理并得到创新应用,需要培养学生有扎实的基础知识和知识的联系及知识的迁移能力,慎密的思维、理论与实践紧密的结合,要有扎实的实验基础与创新能力,必须还有坚实的语文功底、较强的阅读能力及迅速获取信息的能力。
教师还要在平时的教学中对学生加强思维训练、知识的整合、知识迁移融合创新训练,训练学生独立审题解题,培养学生科学探究和自主学习能力。
在教学中引导学生“知识、社会、技能”观,利用查阅报纸、书刊、网络和访谈了解科技前沿信息,要适当走出校园参观工厂生产实际等,了解各种化工知识,重视对课本的挖掘和拓展,引导学生从生活走向化学,从化学走向社会,要“见微知著”及“见著知微”,从学习到应用到研发,开拓视野和智慧,从中体会到化学的思维并感受到其中无限的乐趣,体会到科技对社会物质文明的贡献,更深刻地认识科技对社会的作用,从而增加社会责任感。
(声明:此文中的化学方程式均未注明反应发生的条件)
论文作者:杨龙 贺学芳
论文发表刊物:《中小学教育》2020年第379期
论文发表时间:2019/10/10
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